من الطب إلى السيارات ذاتية القيادة: كيف يمكن لثورة الحواسيب العملاقة في إسرائيل تغيير كل شيء؟

تستعد إسرائيل لإطلاق “إسرائيل-1″، أول حاسوب عملاق محلي وسادس أقوى حاسوب في العالم؛ من المقرر أن يبدأ تشغيله في العام المقبل، ويهدف إلى إحداث ثورة شاملة من الطب إلى الذكاء الاصطناعي والحلول المناخية

الآن ليس أفضل الأوقات للتكنولوجيا الفائقة الإسرائيلية في خضم الحرب الجارية مع حماس وتعثر المحرك الاقتصادي على مدى الأشهر الثمانية عشر الماضية وسط عدم الاستقرار الناجم عن الدفع التشريعي للحكومة لإصلاح النظام القضائي.

ربما ليس هذا هو السبب الوحيد. يُعزى جزء كبير من انتعاش الصناعة على مستوى العالم إلى زيادة الاستثمارات في الذكاء الاصطناعي. ولكن على عكس الأوساط الأكاديمية، فإن الشركات الإسرائيلية ليست طرفا في ذلك.

أعلنت شركة “إنفيديا (Nvidia)”، أكبر شركة لتصنيع الرقائق في العالم وفاعل رئيسي في الذكاء الاصطناعي والتي تقدر قيمتها بأكثر من تريليون دولار، أنها بصدد بناء حاسوب فائق في إسرائيل، والذي سيطلق عليه اسم Israel -1.

سيوفر الكمبيوتر، الذي من المتوقع أن يكون سادس أقوى كمبيوتر في العالم، للباحثين إمكانية الوصول المباشر إلى المعالجة غير المسبوقة وسرعة المحاكاة.

شهدت إنفيديا ارتفاع أسهمها بنسبة 200% هذا العام حيث قامت الشركة ببناء ثاني أكبر مركز للبحث والتطوير في إسرائيل وتوظف حوالي 3200 إسرائيلي (ثلث إجمالي قوتها العاملة) ولا يزال لديها 300 وظيفة شاغرة.

اشترت شركة ميلانوكس تكنولوجيز الإسرائيلية مقابل 7 مليارات دولار قبل ثلاث سنوات وتعمل اليوم مع حوالي 800 شركة إسرائيلية ناشئة. الشركة التي تأسست قبل 30 عامًا لإنتاج بطاقات الرسومات لصناعة الألعاب يعتمد معظم نشاطنا عبر الإنترنت عليها.

سيبدأ الكمبيوتر العملاق، المكون من مكونات طورتها إسرائيل على مدى الأشهر الثمانية عشر الماضية بتكلفة مئات الملايين من الدولارات، العمل في وقت ما في منتصف أو نهاية العام المقبل

ستكون سرعة معالجة Israel -1 ثمانية كوينتيليون في الثانية وستكون ذاكرته 150 تيرابايت، وهي كافية على سبيل المثال لأكثر من 100000 ساعة من الفيديو عالي الدقة، أي ما يعادل 11 عامًا، وسيتم الوصول إلى كل هذه الطاقة عن بُعد عبر الخدمة السحابية.

للإجابة على السؤال “ما الذي يمكن فعله بالكمبيوتر العملاق”، اخترنا التركيز على العديد من المجالات التي تخضع بالفعل لتغييرات ثورية. يرتبط معظمها ارتباطًا وثيقًا بالذكاء الاصطناعي (سبب بناء إسرائيل-1).

الطب

منذ حوالي شهرين، علمنا أن أول دواء تم إنشاؤه بواسطة الذكاء الاصطناعي قد وصل إلى مرحلة التجارب السريرية على البشر. الدواء مخصص لعلاج التليف الرئوي مجهول السبب، وهو مجموعة من الأمراض التي تتميز بتطور الندوب في أنسجة الرئة.

تم تطوير الدواء من قبل شركة مقرها هونغ كونغ تسمى Insilico Medicine. من المتوقع أن يتبع العديد من الأدوية المطورة بالذكاء الاصطناعي. نحن على شفا ثورة طبية في صناعة الدواء.

وفي أساس هذه الثورة توجد نماذج محاكاة مثل شات جي بيتي ChatGPT أو بارد Bard ولكن بدلاً من تعليمهم لغة الإنسان، تم تعليم هذه النماذج التحدث بلغة البروتينات والكيمياء. لدى إنفيديا مثل هذا النموذج اللغوي المسمى نيمو NeMo، والذي يمكن تدريبه في أي مجال معين.

يوضح البروفيسور نعوم شومرون، رئيس مختبر علم الجينوم التطبيقي في كلية الطب بجامعة تل أبيب: “تم رسم أول جينوم بشري – كل ثلاثة مليارات حرف منه – قبل حوالي 20 عامًا”.

“استغرق تسلسل الجينوم الأول أكثر من عشر سنوات وتكلف أكثر من مليار دولار. يمكن الآن لأحدث قارئ للحمض النووي (أو جهاز التسلسل)، الذي تم إصداره قبل نصف عام، قراءة جينوم الإنسان في يوم واحد فقط ويكلف حوالي مائة دولار. هناك أهمية كبيرة في تكامل واستخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة التي ستمكننا من قراءة وجمع وتعريف وفهم أكبر قدر ممكن من تلك المادة الوراثية، الحمض النووي “.

لكن التسلسل لا يكفي

“صحيح أن تسلسل الحمض النووي وتخزينه شيء، لكن فهمه شيء آخر تمامًا. لفهم الحمض النووي، لا يكفي قراءة شخص واحد، ولا حتى مائة أو ألف. نريد قراءة الحمض النووي لمليون شخص ثم مقارنته بسجلاتهم الطبية. حتى الآن، كان عنق الزجاجة هو تكلفة التسلسل، والآن بعد أن تم حل هذا، ننتقل الان لعالم الحوسبة…”

كيف سيساعد ذلك؟ من خلال مقارنة الحمض النووي بين الناس؟

“…داخل حمضنا النووي، هناك حوالي أربعة ملايين طفرة أو تغيير. الآن، امض قدمًا وقارن تغييراتك الأربعة مع تغييراتي الأربعة ملايين شخص آخرين… ستساعدنا الحواسيب العملاقة ليس فقط من الناحية التقنية في تحديد هذه التغييرات، ولكن الخطوة التالية ستكون فهم التغييرات التي تؤدي إلى اختلاف السمات والأمراض “.

“من بين ثلاثة مليارات حرف من الحمض النووي، لا نفهم سوى جزء صغير. تخيل أن لديك كتابًا في المنزل ويمكنك قراءة جملة واحدة فقط في كل صفحة… مع أجهزة الكمبيوتر العملاقة، سنكون قادرين على فهم هذه “اللغة السرية” بشكل أفضل — وكلما قرأنا أكثر، كلما فهمنا أكثر “.

وماذا عن تطوير عقاقير جديدة ؟

“تطوير الأدوية مجال معقد للغاية. إلى جانب الحمض النووي – الشفرة التي نولد بها – هناك أيضًا الحمض النووي الريبي، وهو ترجمة أو تعبير عن الحمض النووي والبروتينات التي تؤدي وظائف في الخلايا والجسم. هذه هي الطريقة التي تعمل بها معظم الأدوية: فهي ترتبط بالبروتينات في أجسامنا وتنخرط في مجموعة متنوعة من التفاعلات، بعضها يمنع انتقال الأعصاب مثل الألم، وبعضها يعزز عمليات النقل الأخرى، وبعضها يؤثر على الطريقة التي يتحلل بها جسمنا أو يستخدم مواد مختلفة “.

يتابع شومرون: “البروتينات لها بنية معقدة ثلاثية الأبعاد. تسمح لنا القدرة الحاسوبية العالية جدًا فقط بأخذ البروتين وطيه بطرق مختلفة حتى نحقق البنية المثلى التي تعطي الوظيفة الصحيحة.

“إذا اضطررنا إلى إنتاج 100 بروتين مختلف يختلفان قليلاً عن بعضهما البعض، فسيستغرق الأمر سنوات عديدة. مع أجهزة الكمبيوتر العملاقة، يمكننا أن نكون أكثر ذكاءً بشأن التصميم – مما يوفر لنا الوقت في المختبر. بهذه الطريقة، سنقوم بإنشاء أدوية مخصصة ذات آثار جانبية أقل وجرعات أقل. هذا يحاكي ما نقوم به مع أجهزة الكمبيوتر العملاقة والبنية ثلاثية الأبعاد للبروتين”.

“نريد تصميم دواء يتناسب تمامًا مع المكان المناسب إما لتثبيط أو تعزيز بروتين معين. سيعطينا الكمبيوتر العملاق رؤية واضحة …عن البروتينات “.

ماذا يحمل الكمبيوتر العملاق أيضًا لمستقبل الطب ؟

“عندما نفهم كيف يعمل جسم الإنسان، يمكننا بناء محاكاة معقدة ودقيقة للإنسان. شيء لا يمكن تشغيله إلا على أجهزة الكمبيوتر العملاقة ويمكننا التنبؤ وتطوير أدوية أكثر دقة وفعالية. سيستغرق الأمر بضع سنوات، ولكن في النهاية، يمكننا حتى القضاء على الحاجة إلى التجارب البشرية “.

هل يمكنك، على سبيل المثال، إنشاء نموذج لي وتصميم دواء خصيصًا لي ؟

“نعم اثنان كبيران.” في مختبري، نحاول بناء صورة افتراضية لشخص بناءً على حمضه النووي. مع بيانات كافية، يمكننا في الواقع محاكاة هذا الشخص المحدد. لا يزال حلماً بعيد المنال، لكنني أعتقد أننا سنصل إلى هناك في يوم من الأيام “.

الذكاء الاصطناعي

الذكاء الاصطناعي هو جوهر الكمبيوتر العملاق الإسرائيلي Israel -1 وهو ما يأخذ قدرات مختلفة مثل تخزين كميات هائلة من البيانات (واسترجاعها) وقوة حوسبة قوية، ويربطها بقدرات الاستدلال عبر مجالات مختلفة.

البروفيسور يوسي كيشيت هو باحث في الذكاء الاصطناعي في كلية الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر وكبير العلماء في aiOla. يركز بحثه على الجوانب الصوتية والكلامية للغة، ويتعامل مع أسئلة رائعة مثل سبب وجود اللغات في العالم، وكيف تتغير، وما الذي يسبب لهجات مختلفة. وهو أيضًا رائد في مجال الذكاء الاصطناعي.

كيف يؤثر الكمبيوتر العملاق على بحثك ؟

“هناك مهام يمكن حلها بقوة حسابية غير محدودة. على سبيل المثال، إذا كنت أرغب في فك شفرة الصراف الآلي الخاصة بك، فسأقوم بتشغيل جميع المعادلات حتى فكها، إنها مسألة وقت وقوة حسابية. ولكن هناك أيضًا مهام ما زلنا نجهل حلها، حتى مع القوة الحسابية الهائلة.

على سبيل المثال، مشاكل مثل تحديد الأشياء في المركبات المستقلة، أو التحديد التلقائي للكلام ونسخه. لقد اقتربنا، لكننا لم نحلها بعد. قد يجادلني البعض، لكن من المحتمل أنه حتى البيانات اللانهائية التي يتم إدخالها في الخوارزمية لن تحل هذه المشكلات، لأن فهم شيء أكثر جوهرية وعمقًا مطلوب لذلك “.

يتحدث البروفيسور كيشيت عن أهم قضيتين في مجال الذكاء الاصطناعي اليوم: مشكلة المنطق السليم ومشكلة الأخلاق.

يقول كيشيت: “المشاكل التي نواجهها مع اللغة هي نفس المشاكل في المركبات ذاتية القيادة: الأخلاق والحس السليم”.

“الذكاء الاصطناعي يفتقر إلى كليهما. تتعلم أنظمة الذكاء الاصطناعي تلقائيًا. يقرأون كمية هائلة من البيانات. ولكن بغض النظر عن مقدار البيانات التي نغذيها، ما زلنا لا نعرف كيفية إضفاء الحس السليم على هذه البرامج. تفشل في الإجابة على الأسئلة الأساسية التي يمكن لأي طفل الإجابة عليها “.

كيف سيساعد الكمبيوتر العملاق ؟

“حتى لو لم تحل القوة الحاسوبية وحدها المشكلة، فإن أجهزة الكمبيوتر العملاقة مثل Israel -1 ستمكن من مواصلة البحث وتعميقه، وتقديم الحلول واختبارها، وهو أمر يصعب القيام به اليوم.

أنا أقترح خوارزمية جديدة، طريقة جديدة، لغرس الحس السليم في هذه البرامج. لتدريبهم، أحتاج إلى كمبيوتر عملاق. إذا سمحت لنا إنفيديا باستخدام هذا الكمبيوتر، فسيمنح ذلك إسرائيل ميزة كبيرة ويرفع البحث الإسرائيلي إلى مستويات جديدة “.

وماذا عن الأخلاق؟

“هذه قضية مهمة للغاية. إن المواءمة بين التفكير الأخلاقي البشري وما يعتقد الذكاء الاصطناعي أنه أخلاقي، في رأيي، أيضًا قضية تتعلق بالبنية المادية، وليس فقط البيانات. هناك أشياء يعرفها كل طفل عن الأخلاق ليس لدى أجهزة الكمبيوتر أي فكرة عنها. لا أريد أن أعطي البرنامج سيناريوهات لا حصر لها لما هو محظور، ولكن بدلاً من ذلك أخبره مرة أو مرتين فقط، مثل الطفل، “هذا غير مسموح به“.

هذه أشياء يسهل قولها في الكلام ولكن يصعب صياغتها في خوارزميات. لاستكشاف قضية الأخلاق، تحتاج أيضًا إلى كمبيوتر عملاق…”

السيارات ذاتية القيادة

ليكن في حسبانك أنه لتدريب سيارة على القيادة بمفردها، تحتاج إلى تدريبها في الشتاء والصيف والخريف والربيع، في الصباح والليل، في الطقس الحار والبارد، وفي كل مكان، ضد جميع إشارات المرور وعلامات الطرق وجميع السيناريوهات المحتملة على الطريق والتي لا حصر لها. إن تدريب سيارة في العالم الحقيقي أمر مستحيل في الأساس، وهذا (إلى جانب قضايا الأخلاق والمنطق) هو ما يعيق الصناعة.

وهنا يأتي دور مفهوم “البيانات الاصطناعية”، بمعنى: المعلومات التي لا تأتي من العالم الحقيقي ولكن يتم إنشاؤها بواسطة جهاز كمبيوتر.

يقول ليرون فريند سعدون، رئيس علاقات المطورين لإسرائيل والشرق الأوسط في NVIDIA: “إن عالم البيانات الاصطناعية أمر بالغ الأهمية للسيارة ذاتية القيادة”. وخبرة NVIDIA في الألعاب جعلت الشركة تصل إلى قدرات محاكاة مثيرة للإعجاب للغاية… “

“أنت في الأساس تخلق عوالم متوازية تقريبًا مع العالم الحقيقي… إنه شبيه بلعبة، ولكن على أعلى وأدق مستوى، تماما كما هو الحال في العالم الحقيقي. يتطلب الكثير من الحوسبة والرسومات وما إلى ذلك”.

“فقط في العامين أو الثلاثة أعوام الماضية تمكنا من الوصول إلى حالة يبدو فيها العالم في المحاكاة حقيقيًا. من الصعب بالفعل إنكار ذلك. الآن تنطلق السيارة ذاتية القيادة على الطريق ويمكنك ضبطها …”

هذا، بالطبع، يغير بشكل كبير القدرة على تطوير المركبات ذاتية القيادة. يمكن استخدام قدرات المحاكاة هذه، جنبًا إلى جنب مع القوة الحسابية العالية، في أي مجال. ليس فقط للطب وجسم الإنسان والسيارات، ولكن بشكل أساسي لكل شيء تقريبًا. فكر في عالم بأكمله يخضع لمحاكاة محوسبة.

“نحن الآن نتجه نحو” التوائم الرقمية “- وهو مفهوم يتم تضمينه في العديد من الصناعات. إذا كنت ترغب في تصميم مصنع، أو مستشفى، نقوم بإنشاء توأم رقمي للمصنع ومحاكاته في جميع السيناريوهات…”.

لإنشاء هذه التوائم الرقمية، طورت الشركة Omniverse، وهي منصة لنظام بيئي ثلاثي الأبعاد، وبيئة برمجية تجمع بين القدرات المختلفة ويمكنها دمج البيانات الاصطناعية مع البيانات الحقيقية.

بتصرف عن صحيفة يدعوت احرنوت